Teorija naboja in praznjenja litija in zasnova metode izračuna električne energije
2.4 Dinamični napetostni algoritem merilnika električne energije
Kulometer z algoritmom dinamične napetosti lahko izračuna stanje napolnjenosti litijeve baterije samo glede na napetost baterije.Ta metoda oceni povečanje ali zmanjšanje stanja napolnjenosti glede na razliko med napetostjo baterije in napetostjo odprtega tokokroga baterije.Informacije o dinamični napetosti lahko učinkovito simulirajo obnašanje litijeve baterije in nato določijo SOC (%), vendar ta metoda ne more oceniti vrednosti zmogljivosti baterije (mAh).
Njegova metoda izračuna temelji na dinamični razliki med napetostjo akumulatorja in napetostjo odprtega tokokroga z uporabo iterativnega algoritma za izračun vsakega povečanja ali zmanjšanja stanja napolnjenosti, da se oceni stanje napolnjenosti.V primerjavi z rešitvijo merjenja s kulonom, kulometer z algoritmom dinamične napetosti ne bo kopičil napak s časom in tokom.Kulometrični kulometer ima običajno netočno oceno stanja napolnjenosti zaradi napake pri zaznavanju toka in samopraznjenja baterije.Tudi če je trenutna napaka zaznavanja zelo majhna, bo kulonski števec še naprej kopičil napako, akumulirano napako pa je mogoče odpraviti šele po popolnem polnjenju ali popolnem praznjenju.
Dinamični napetostni algoritem Merilnik električne energije ocenjuje stanje napolnjenosti akumulatorja samo iz podatkov o napetosti;Ker ni ocenjen na podlagi trenutnih informacij o bateriji, ne bo kopičil napak.Za izboljšanje natančnosti stanja napolnjenosti mora dinamični napetostni algoritem uporabiti dejansko napravo za prilagoditev parametrov optimiziranega algoritma glede na dejansko krivuljo napetosti baterije pod pogojem polne napolnjenosti in popolne izpraznjenosti.
Slika 12. Učinkovitost dinamičnega napetostnega algoritma števca električne energije in optimizacija ojačanja
Sledi delovanje algoritma dinamične napetosti pri različnih stopnjah praznjenja.Iz slike je razvidno, da je njegova natančnost stanja napolnjenosti dobra.Ne glede na pogoje praznjenja C/2, C/4, C/7 in C/10 je skupna napaka SOC te metode manjša od 3 %.
Slika 13. Stanje napolnjenosti algoritma dinamične napetosti pri različnih stopnjah praznjenja
Spodnja slika prikazuje stanje napolnjenosti baterije v pogojih kratkega polnjenja in kratkega praznjenja.Napaka stanja napolnjenosti je še vedno zelo majhna, največja napaka pa je le 3%.
Slika 14. Stanje napolnjenosti algoritma dinamične napetosti v primeru kratkega polnjenja in kratkega praznjenja baterije
V primerjavi s kulometrom s kulonskim merjenjem, ki običajno povzroči netočno stanje napolnjenosti zaradi napake pri zaznavanju toka in samopraznjenja baterije, algoritem dinamične napetosti ne kopiči napake s časom in tokom, kar je velika prednost.Ker ni podatkov o polnilnem/praznjenem toku, ima algoritem dinamične napetosti slabo kratkoročno natančnost in počasen odzivni čas.Poleg tega ne more oceniti polne zmogljivosti polnjenja.Vendar pa se dobro obnese pri dolgoročni natančnosti, saj bo napetost baterije na koncu neposredno odražala njeno napolnjenost.
Čas objave: 21. februarja 2023